JPH0437658B2 - - Google Patents
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- JPH0437658B2 JPH0437658B2 JP60008370A JP837085A JPH0437658B2 JP H0437658 B2 JPH0437658 B2 JP H0437658B2 JP 60008370 A JP60008370 A JP 60008370A JP 837085 A JP837085 A JP 837085A JP H0437658 B2 JPH0437658 B2 JP H0437658B2
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- 239000003607 modifier Substances 0.000 description 25
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
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- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 1
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- 238000004804 winding Methods 0.000 description 1
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- Supply And Distribution Of Alternating Current (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明は、直流送電や周波数変換等に使用され
る電力変換装置の制御装置に関する。
る電力変換装置の制御装置に関する。
第４図は直流送電システムの一構成例を示すブ
ロツク図で、図中１−１は受電側交流電力系統、
１−２は送電側交流電力系統であり、この系統１
−１，１−２間は三相の変換器交流母線３−１，
３−２に接続した交流送電線路２−１，２−２及
び平滑リアクトルを含む直流線路８によつて連系
されている。更に交流母線３−１，３−２と直流
線路８との間には、それぞれ変換器用変圧器４−
１，４−２及び電力変換装置５−１，５−２が設
けられている。そして、この電力変換装置５−
１，５−２の点弧角を制御するために、制御回路
９が設けられている。また、電力変換装置５−
１，５−２は多量の高調波を発生し、かつ遅れ無
効電力を消費するので、高調波フイルタ６−１，
６−２及び同期調相機７によつて、これらを補償
している。
ロツク図で、図中１−１は受電側交流電力系統、
１−２は送電側交流電力系統であり、この系統１
−１，１−２間は三相の変換器交流母線３−１，
３−２に接続した交流送電線路２−１，２−２及
び平滑リアクトルを含む直流線路８によつて連系
されている。更に交流母線３−１，３−２と直流
線路８との間には、それぞれ変換器用変圧器４−
１，４−２及び電力変換装置５−１，５−２が設
けられている。そして、この電力変換装置５−
１，５−２の点弧角を制御するために、制御回路
９が設けられている。また、電力変換装置５−
１，５−２は多量の高調波を発生し、かつ遅れ無
効電力を消費するので、高調波フイルタ６−１，
６−２及び同期調相機７によつて、これらを補償
している。
このような直流送電システムにおいて、定電力
制御を行なう場合、従来の制御装置９は、第５図
のブロツク図で示される。なお第５図において、
第４図と同一要素は同一符号としている。第５図
においてPdpは、送電電力の設定値であり、Pdp
と、電力検出装置１０−１によつて検出された受
電端の電力値Pacが比較され、その偏差が定電力
制御装置１２に入力され、演算された結果、直流
電流設定値Idpとして出力される。定電流制御装
置１３では、前記直流電流設定値Idpと直流電流
検出装置１１によつて検出された直流電流値Idと
の偏差を演算し、点弧位相信号αを位相制御回路
１４に出力する。位相制御回路１４では、点弧位
相信号αに相当するゲートパルス等を発生して、
電力変換装置５−２に送る。従来の直流送電シス
テムでは、このように直流電流の大きさを制御す
る事によつて直流送電電力の大きさを制御してい
る。
制御を行なう場合、従来の制御装置９は、第５図
のブロツク図で示される。なお第５図において、
第４図と同一要素は同一符号としている。第５図
においてPdpは、送電電力の設定値であり、Pdp
と、電力検出装置１０−１によつて検出された受
電端の電力値Pacが比較され、その偏差が定電力
制御装置１２に入力され、演算された結果、直流
電流設定値Idpとして出力される。定電流制御装
置１３では、前記直流電流設定値Idpと直流電流
検出装置１１によつて検出された直流電流値Idと
の偏差を演算し、点弧位相信号αを位相制御回路
１４に出力する。位相制御回路１４では、点弧位
相信号αに相当するゲートパルス等を発生して、
電力変換装置５−２に送る。従来の直流送電シス
テムでは、このように直流電流の大きさを制御す
る事によつて直流送電電力の大きさを制御してい
る。
このような直流送電システムを含む電力系統に
おいて、交流送電線路２−１の電力が急変した場
合を考える。例えば、受電側電力系統１−１の負
荷が急激に増加した場合には、交流送電線路２−
１の電力も急激に増加するため制御装置９におい
て、電力検出値Pacも急増する。もし、電力設定
値Pdpが急変前の値に保たれたままであるとする
と、定電力制御装置１２は負荷の増加に相反して
直流電力を減少させる演算を行なう。一方、交流
送電線路２−１を流れる電力PLOADと直流送電電
力Pdcの不整合によつて、同期調相機７は、(1)式
に従つて減速される。
おいて、交流送電線路２−１の電力が急変した場
合を考える。例えば、受電側電力系統１−１の負
荷が急激に増加した場合には、交流送電線路２−
１の電力も急激に増加するため制御装置９におい
て、電力検出値Pacも急増する。もし、電力設定
値Pdpが急変前の値に保たれたままであるとする
と、定電力制御装置１２は負荷の増加に相反して
直流電力を減少させる演算を行なう。一方、交流
送電線路２−１を流れる電力PLOADと直流送電電
力Pdcの不整合によつて、同期調相機７は、(1)式
に従つて減速される。
Pdc−PLOAD＝ＭdF／dt ……(1)
ここで、Ｍは同期調相機７の慣性定数、Ｆは回
転速度である。その結果、交流電力系統１−１と
同期調相機７との電圧の位相差△θが(2)式に従つ
て不要に変化して、(3)式に従つて、電力動揺
Pswingを生じるという不都合が発生する。
転速度である。その結果、交流電力系統１−１と
同期調相機７との電圧の位相差△θが(2)式に従つ
て不要に変化して、(3)式に従つて、電力動揺
Pswingを生じるという不都合が発生する。
△θ＝∫△Fdt＋θ0 ……(2)
ただしOFは回転速度Ｆの変化分、θ0は位相差
△θの初期値 Pswing＝V1V2／XL＋Xdsin△θ ……(3) ここで、V1、V2はそれぞれ交流電力系統１−
１および同期調相機７の電圧、XLは交流送電線
路２−１のインピーダンス、Xdは同期調相機７
の電機子巻線過渡リアクタンスである。さらに、
前述したように、定電力制御装置１２の演算によ
り、直流電力Pdcは絞られているので、電力動揺
は、一層、顕著となる。
△θの初期値 Pswing＝V1V2／XL＋Xdsin△θ ……(3) ここで、V1、V2はそれぞれ交流電力系統１−
１および同期調相機７の電圧、XLは交流送電線
路２−１のインピーダンス、Xdは同期調相機７
の電機子巻線過渡リアクタンスである。さらに、
前述したように、定電力制御装置１２の演算によ
り、直流電力Pdcは絞られているので、電力動揺
は、一層、顕著となる。
従つて、負荷急変等によつて、同期調相機７が
加減速された場合には、一刻も早く加減速を抑制
し、速度を所定値に引きもどすための制御が望ま
れる。
加減速された場合には、一刻も早く加減速を抑制
し、速度を所定値に引きもどすための制御が望ま
れる。
本発明の目的は、以上のような従来技術の欠点
に対してなされたもので定電力制御時においても
同期調相機の速度を制御することによつて、前記
したような、電力系統と同期調相機間の電力動揺
を極力抑制するような系統安定化装置を提供する
ことにある。
に対してなされたもので定電力制御時においても
同期調相機の速度を制御することによつて、前記
したような、電力系統と同期調相機間の電力動揺
を極力抑制するような系統安定化装置を提供する
ことにある。
この目的を達成するために、本発明では同期調
相機の速度を検出し、設定速度との偏差を演算回
路および符号反転回路で演算し、その演算結果を
定電力制御装置の出力と加算して、速度制御を兼
ね備えた直流電力の制御を行なうことにより、交
流電力系統と同期調相機間の電力動揺を抑制する
ようにしている。
相機の速度を検出し、設定速度との偏差を演算回
路および符号反転回路で演算し、その演算結果を
定電力制御装置の出力と加算して、速度制御を兼
ね備えた直流電力の制御を行なうことにより、交
流電力系統と同期調相機間の電力動揺を抑制する
ようにしている。
以下、添付図面を参照しつつ、本発明の実施例
を説明する。第１図はこの実施例に係る系統安定
化装置の構成を示すブロツク線図であり、前記第
５図と同一要素は、同一符号が付されている。こ
のブロツク線図が、第５図の回路構成と異なる点
は、同期調相機７の速度検出装置１５および速度
制御装置１６を設け、この出力が定電力制御装置
１２の出力と加算されている点にある。また、速
度制御装置１６は、さらに、速度設定値Foとの
比較部１７、演算部１８、符号反転部１９によつ
て構成されている。
を説明する。第１図はこの実施例に係る系統安定
化装置の構成を示すブロツク線図であり、前記第
５図と同一要素は、同一符号が付されている。こ
のブロツク線図が、第５図の回路構成と異なる点
は、同期調相機７の速度検出装置１５および速度
制御装置１６を設け、この出力が定電力制御装置
１２の出力と加算されている点にある。また、速
度制御装置１６は、さらに、速度設定値Foとの
比較部１７、演算部１８、符号反転部１９によつ
て構成されている。
次に、このように構成される系統安定化装置の
作用について説明する。前述したように、受電側
電力系統１−１の負荷が急増した場合には、同期
調相機７は減速されるが、速度検出装置１５が速
度Ｆを検出して比較回路１７に送る。比較回路に
よつて速度の偏差分△Ｆが検出されて、演算回路
１８に送られる。演算回路および符号反転回路で
は、後述する演算を行ない、さらにその出力は定
電力制御装置１２の出力と加算されて直流電流設
定値Idpとなる。その結果、直流電流Idおよび直
流電力Pdcは増加し、(1)式において左辺が正にな
ると同期調相機７は加速され、系統に固有な所定
の速度Fo（例えば50Hz）に速やかに引きもどさ
れ、その後の交流電力系統と同期調相機間の電力
動揺を抑制することが可能となり、電力変換装
置、同期調相機を含む電力系統を安定に運転でき
るという利点を有する。演算回路１８の作用の詳
細は以下の通りである。(1)式より同期調相機７の
速度の微分値を常に零にできれば、同期調相機
は、加減速せず従つて電力動揺も発生しない。よ
つて演算回路１８は進み要素を含んだ構成とする
ことによつて速度の微分要素に対する作用がより
有効となり、顕著な効果を得ることができる。
作用について説明する。前述したように、受電側
電力系統１−１の負荷が急増した場合には、同期
調相機７は減速されるが、速度検出装置１５が速
度Ｆを検出して比較回路１７に送る。比較回路に
よつて速度の偏差分△Ｆが検出されて、演算回路
１８に送られる。演算回路および符号反転回路で
は、後述する演算を行ない、さらにその出力は定
電力制御装置１２の出力と加算されて直流電流設
定値Idpとなる。その結果、直流電流Idおよび直
流電力Pdcは増加し、(1)式において左辺が正にな
ると同期調相機７は加速され、系統に固有な所定
の速度Fo（例えば50Hz）に速やかに引きもどさ
れ、その後の交流電力系統と同期調相機間の電力
動揺を抑制することが可能となり、電力変換装
置、同期調相機を含む電力系統を安定に運転でき
るという利点を有する。演算回路１８の作用の詳
細は以下の通りである。(1)式より同期調相機７の
速度の微分値を常に零にできれば、同期調相機
は、加減速せず従つて電力動揺も発生しない。よ
つて演算回路１８は進み要素を含んだ構成とする
ことによつて速度の微分要素に対する作用がより
有効となり、顕著な効果を得ることができる。
従つて、演算回路１８は例えば(4)式で示すよう
な伝達関数を有する。
な伝達関数を有する。
Ｋ１＋ST1／（１＋ST2）（１＋ST3）……(4)
ここでＫ：ゲイン、T1：進み時定数
T2、T3：遅れ時定数
また、符号反転回路１９は、インバータ１９−
１および電力変換器の動作モードに応じて出力の
極性を切換えるための選択スイツチ１９−２から
成り、以下の作用を行なう。上記の実施例は電力
変換装置５−１が逆変換器、５−２が順変換器と
しての動作モードの場合を例に説明したが直流電
力の潮流が逆の場合、すなわち電力変換装置５−
１が順変換器、５−２が逆変換器としての動作モ
ードの場合は以下のようになる。前記と同様交流
電力系統１−１の負荷電力が急増して、同期調相
機７が減速された場合には、直流電力Pdcが逆方
向の潮流であるから直流電流Idおよび電力Pdcを
絞ることによつて、同期調相機７を加速し、所定
の速度FOに引きもどすことができる。従つて符
号反転回路１９は、直流電流の潮流方向によつて
速度制御装置１６の符号を切り替える作用を行な
つている。
１および電力変換器の動作モードに応じて出力の
極性を切換えるための選択スイツチ１９−２から
成り、以下の作用を行なう。上記の実施例は電力
変換装置５−１が逆変換器、５−２が順変換器と
しての動作モードの場合を例に説明したが直流電
力の潮流が逆の場合、すなわち電力変換装置５−
１が順変換器、５−２が逆変換器としての動作モ
ードの場合は以下のようになる。前記と同様交流
電力系統１−１の負荷電力が急増して、同期調相
機７が減速された場合には、直流電力Pdcが逆方
向の潮流であるから直流電流Idおよび電力Pdcを
絞ることによつて、同期調相機７を加速し、所定
の速度FOに引きもどすことができる。従つて符
号反転回路１９は、直流電流の潮流方向によつて
速度制御装置１６の符号を切り替える作用を行な
つている。
以上、本実施例によれば、電力系統の外乱によ
つて、同期調相機が加減速されても速度をすみや
かに所定値に引きもどすことによつて、交流電力
系統と同期調相機間の電力動揺を抑圧し、電力系
統の安定化を計れるという効果を有する。
つて、同期調相機が加減速されても速度をすみや
かに所定値に引きもどすことによつて、交流電力
系統と同期調相機間の電力動揺を抑圧し、電力系
統の安定化を計れるという効果を有する。
以上の実施例は、同期調相機７の速度を検出す
るものであつたが、代わりに交流変換器母線３−
１の周波数を検出しても同様の作用、効果が得ら
れる。
るものであつたが、代わりに交流変換器母線３−
１の周波数を検出しても同様の作用、効果が得ら
れる。
また、同期調相機の代わりに複数台の同期発電
機等が変換器母線の近端に接続されている構成に
おいても、同様の作用効果が得られる。
機等が変換器母線の近端に接続されている構成に
おいても、同様の作用効果が得られる。
本構成の一実施例を第２図に示す。なお、本実
施例では交流変換器母線３−１の周波数を検出し
ている。
施例では交流変換器母線３−１の周波数を検出し
ている。
第３図は、本発明の他の実施例に係る系統安定
化装置の構成を示すブロツク線図である。本実施
例が前記実施例と異なる点は、同期調相機７−１
の速度検出装置１５に代わつて電力検出装置２０
が設けられており、電力検出値Psyncが電力設定
値POと比較されて、演算回路に出力されている
点にある。
化装置の構成を示すブロツク線図である。本実施
例が前記実施例と異なる点は、同期調相機７−１
の速度検出装置１５に代わつて電力検出装置２０
が設けられており、電力検出値Psyncが電力設定
値POと比較されて、演算回路に出力されている
点にある。
電力設定値POは(5)式におけるPsyncの定常値で
あり、従つて速度が変化しないためにはPO＝０
である。また、(1)式より電力検出値Psyncは、す
でに速度Ｆの微分値となつており、演算回路１８
は前記実施例とは異なり進み要素を考慮した構成
としなくても良い。本実施例の作用は、以下の点
を考慮すると前記実施例と同等である。(1)式の左
辺は、同期調相機に入力される電力Psyncと等し
い。従つて(1)式は次のように書き換えられる。
あり、従つて速度が変化しないためにはPO＝０
である。また、(1)式より電力検出値Psyncは、す
でに速度Ｆの微分値となつており、演算回路１８
は前記実施例とは異なり進み要素を考慮した構成
としなくても良い。本実施例の作用は、以下の点
を考慮すると前記実施例と同等である。(1)式の左
辺は、同期調相機に入力される電力Psyncと等し
い。従つて(1)式は次のように書き換えられる。
Ｆ＝１／Ｍ∫（Pdc−PLOAD）dt＋FO
＝１／Ｍ∫Psync dt＋FO ……(5)
ここで、FOは同期調相機７の初期速度である。
(5)式は、同期調相機への入力電力Psyncを常に
零に保つことができれば速度Ｆは変化しないとい
うことを示している。従つて、同期調相機の速度
の検出に代わつて入力電力Psyncを検出し、演算
を行なつても前記実施例と同様の作用、効果が得
られる。
零に保つことができれば速度Ｆは変化しないとい
うことを示している。従つて、同期調相機の速度
の検出に代わつて入力電力Psyncを検出し、演算
を行なつても前記実施例と同様の作用、効果が得
られる。
また、速度の変化率dF／dtを検出した場合も
同様である。
同様である。
以上述べたように本発明によれば、同期機を近
端に備えた交直変換器において定電力制御時にお
いても同期機の速度を制御する系統安定化装置を
設けた事により、電力系統の外乱によつて同期機
が加減速されても、速度をすみやかに所定値に引
きもどすことができ、交流電力系統と同期機間の
電力動揺を抑圧し、電力系統の安定化を計れると
いう効果を有する。
端に備えた交直変換器において定電力制御時にお
いても同期機の速度を制御する系統安定化装置を
設けた事により、電力系統の外乱によつて同期機
が加減速されても、速度をすみやかに所定値に引
きもどすことができ、交流電力系統と同期機間の
電力動揺を抑圧し、電力系統の安定化を計れると
いう効果を有する。
第１図は、本発明の実施例に係る系統安定化装
置の構成を示すブロツク線図、第２図及び第３図
は、本発明の他の実施例に係る系統安定化装置の
構成を示すブロツク線図、第４図は直流送電シス
テムの説明図、第５図は従来の定電力制御の制御
装置の構成を示すブロツク線図である。 １−１，１−２……交流電力系統、２−１，２
−２……交流送電線路、３−１，３−２……変換
器交流母線、４−１，４−２……変換器用変圧
器、５−１，５−２……電力変換装置、６−１，
６−２……高調波フイルタ，調相設備、７……同
期調相機、８……直流線路，平滑リアクトル、９
……制御装置、１０−１，１０−２……電力検出
装置、１１……直流電流検出装置、１２……定電
力制御装置、１３……定電力制御装置、１４……
位相制御回路、１５……速度検出装置、１６……
速度制御装置、１７……比較回路、１８……演算
回路、１９……符号反転回路、２０……電力検出
装置、Pdp……電力設定値、Pac……電力検出
値、Idp……直流電流設定値、Id……直流電流検
出値、FO……速度設定値、Ｆ……速度検出値、
PO……電力設定値、Psync……電力検出値、α…
…点弧位相、２１……周波数検出装置。
置の構成を示すブロツク線図、第２図及び第３図
は、本発明の他の実施例に係る系統安定化装置の
構成を示すブロツク線図、第４図は直流送電シス
テムの説明図、第５図は従来の定電力制御の制御
装置の構成を示すブロツク線図である。 １−１，１−２……交流電力系統、２−１，２
−２……交流送電線路、３−１，３−２……変換
器交流母線、４−１，４−２……変換器用変圧
器、５−１，５−２……電力変換装置、６−１，
６−２……高調波フイルタ，調相設備、７……同
期調相機、８……直流線路，平滑リアクトル、９
……制御装置、１０−１，１０−２……電力検出
装置、１１……直流電流検出装置、１２……定電
力制御装置、１３……定電力制御装置、１４……
位相制御回路、１５……速度検出装置、１６……
速度制御装置、１７……比較回路、１８……演算
回路、１９……符号反転回路、２０……電力検出
装置、Pdp……電力設定値、Pac……電力検出
値、Idp……直流電流設定値、Id……直流電流検
出値、FO……速度設定値、Ｆ……速度検出値、
PO……電力設定値、Psync……電力検出値、α…
…点弧位相、２１……周波数検出装置。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 交流を直流に又は直流を交流に変換する電力
変換装置を定電力制御するために設けられ、交流
系統の送電電力の設定値と交流系統の検出値との
偏差を入力して直流電流設定値を出力する定電力
制御装置およびこの定電力制御装置から出力され
た直流電流設定値と直流系統からの直流電流検出
値との偏差を入力して点弧位相信号を出力する定
電流制御装置と、前記電力変換装置を設置した変
換所内又はその変換所の近傍箇所にて前記電力変
換器の交流母線と電気的に接続され、前記電力変
換装置で消費する無効電力を補償するための同期
桟とから成る直流送電システムにおいて、 前記同期機の回転数もしくはこの回転数に基ず
く電力変換器の交流母線の周波数を検出する検出
器と、 この検出器の検出信号と設定値との偏差を出力
する比較回路、この比較回路から出力された偏差
を入力しこれを進み要素を含む演算要素により演
算する演算回路、この演算回路の出力を入力し、
前記電力変換器の運転モードによつて極性を切換
えて出力し得る符号反転回路から成る速度制御装
置とを設け、この速度制御手段の出力信号を前期
定電力制御装置の出力である直流電流設定信号に
加算することを特徴とする系統安定化装置。 ２ 交流を直流に又は直流を交流に変換する電力
変換装置を定電力制御するために設けられ、交流
系統の送電電力の設定値と交流系統の検出値との
偏差を入力して直流電流設定値を出力する定電力
制御装置およびこの定電力制御装置から出力され
た直流電流設定値と直流系統からの直流電流検出
値との偏差を入力して点弧位相信号を出力する定
電流制御装置と、前記電力変換装置を設置した変
換所内又はその変換所の近傍箇所にて前記電力変
換器の交流母線と電気的に接続され、前記電力変
換装置で消費する無効電力を補償するための同期
機とから成る直流伝送システムにおいて、 前記同期桟の出力電力を検出する検出器と、こ
の検出器の出力信号と電力設定値との偏差を出力
する比較する比較回路、この比較回路から出力さ
れた偏差を入力し、これを比例要素を含む演算要
素で演算する演算回路、この演算回路の出力を入
力し、前記電力変換器の運転モードによつて極性
を切換えて出力し得る符号反転回路から成る速度
制御装置とを設け、 この速度制御装置の出力信号を前記定電力制御
装置の出力である直流電流設定信号に加算するこ
とを特徴とする系統安定化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60008370A JPS61170241A (ja) | 1985-01-22 | 1985-01-22 | 系統安定化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP60008370A JPS61170241A (ja) | 1985-01-22 | 1985-01-22 | 系統安定化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61170241A JPS61170241A (ja) | 1986-07-31 |
| JPH0437658B2 true JPH0437658B2 (ja) | 1992-06-22 |
Family
ID=11691343
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP60008370A Granted JPS61170241A (ja) | 1985-01-22 | 1985-01-22 | 系統安定化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61170241A (ja) |
-
1985
- 1985-01-22 JP JP60008370A patent/JPS61170241A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61170241A (ja) | 1986-07-31 |
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